一种货框、包含该货框的立体仓库及自动存储方法与流程

本发明涉及印染行业物料存储与输送，尤其涉及一种货框、包含该货框的立体仓库及自动存储方法。

背景技术：

1、在印染生产流程中，布卷经过烘干或定形工序后，通常直接送入立体仓库进行存储和缓存；然而从定形机或烘干机出来的布卷具有较高的温度，且由于布卷由多层织物紧密缠绕而成，中心部位的热量难以通过自然对流和辐射有效散逸，形成芯部余热效应，导致布卷中心区域持续高温使得染料分子在纤维内部发生热迁移，造成卷心处色偏；长时间的高温作用还会加速纤维降解，使布料强力下降、手感脆化。与此同时，印染后的布料在刚下机时仍含有一定水分或处于半软状态，若在此状态下长时间以线接触或面接触的方式支撑在硬质货框上，底层布料会因自重挤压而产生不可逆的压痕或褶皱，此外，湿热布卷在温度较低的仓库环境中所释放的水蒸气，极易在货框的金属表面结露，冷凝水汇聚成滴后滴落到布料表面形成难以修复的色斑。

2、现有技术中，用于存储布卷的货框通常采用实心弧形托板或平板支撑，支撑面与布卷之间为线接触或面接触，阻碍布卷轴心方向的空气流通，公开号为cn113173367a的中国专利公开了一种可快速组装合并的印染布料仓储货架，其通过调节相邻隔板间距来适应不同堆叠厚度的布匹存放，但隔板本身仍为实心结构，无法解决芯部散热和集中受力问题；公开号为cn208932187u的中国专利公开了一种用于印染车间的电子货架，解决货架空位自动反馈的问题，但未涉及布卷的物理保护。

3、主动通风强度越高，布卷释放的水蒸气越多，金属表面结露风险越大；现有技术普遍采用低强度被动通风方式，仅利用布卷间自然间隙进行表面散热，芯部热量依旧无法有效排出。综上，印染行业迫切需要一种能够综合解决布卷芯部散热、防压痕、防冷凝及智能调度问题的仓储解决方案。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种货框、包含该货框的立体仓库及自动存储方法。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种货框，包括：

3、基础框架，其支撑底座由间距可调的弧形阵列格栅构成；

4、轴向通风系统，包括对称设置于基础框架两侧的可伸缩轴向通风导管，所述可伸缩轴向通风导管包括外套管和内套管，外套管端部设有与仓库货位通风接口配合的耦合端口，内套管在布卷入托时从外套管中伸出并插入布卷轴心管内，形成贯穿布卷芯部的强制对流散热通道；

5、气动自适应柔性支撑组件，阵列式布置于弧形阵列格栅上，每个支撑单元包含内部设有封闭气腔的弹性凸起，气腔通过分支管路与轴向通风导管的供风侧连通；

6、防冷凝组件，包括集成于基础框架金属构件内部的中空微通道网络，中空微通道网络的入口与轴向通风导管的回风侧连通，出口与仓库热回收系统连接；

7、其中，轴向通风系统的供气压力同时驱动布卷芯部散热与气动自适应柔性支撑组件的调节；轴向通风系统排出的高温回风通过防冷凝组件加热基础框架金属表面。

8、本发明一个较佳实施例中，所述气动自适应柔性支撑组件的弹性凸起采用热塑性聚氨酯弹性体，气腔内部设有压力调节阀。

9、本发明一个较佳实施例中，所述弧形阵列格栅的格栅间距为50mm至80mm；弹性凸起呈等边三角形排列，相邻凸起中心距为30mm至50mm，凸起高度为8mm至15mm。

10、本发明一个较佳实施例中，所述基础框架金属表面涂覆有超疏水涂层，底部设有与凸起间隙连通的应急冷凝水收集槽。

11、一种立体仓库，包括

12、立体货架，包括高温均衡区和恒温存储区，所述高温均衡区与所述恒温存储区之间设置有隔热气帘；

13、货位通风接口，设置在立体货架的货位支架上；货位通风接口在货框入位后与货框的轴向通风导管的外套管端部机械耦合，向布卷轴心管供给气流，所述货位通风接口除设置有阀门，所述阀门根据所装载布卷的轴心温度数据控制启闭状态；

14、温区环境控制系统，用于独立控制所述高温均衡区的温度和气流组织以及所述恒温存储区的温度和气流组织。

15、本发明一个较佳实施例中，所述高温均衡区的温度控制范围为40℃至65℃，所述恒温存储区的温度控制范围为20℃至28℃；所述温区环境控制系统在所述高温均衡区采用上部孔板送风、底部回风的气流组织方式。

16、本发明一个较佳实施例中，还包括热回收系统，所述热回收系统的热交换器设置于所述高温均衡区的回风管道中回收布卷散热释放的热量。

17、本发明一个较佳实施例中，还包括结露预防控制模块，所述结露预防控制模块获取货位支架表面温度数据与仓库环境露点温度数据，当所述货位支架表面温度与所述仓库环境露点温度的差值小于3℃时，启动该货位的微风循环。

18、一种自动存储方法，包括：

19、s1：采集待入库布卷的轴心温度、表面温度、材质、克重、幅宽及初始应力数据，建立布卷档案；

20、s2：基于非稳态导热-应力松弛耦合模型计算布卷的散热通风量需求与临界压痕时间阈值，匹配高温均衡区的目标货位；

21、s3：将装载布卷的货框搬运至目标货位，货位集成接口自动耦合，系统根据实时轴心温度调节轴向通风压力，同步调节气动支撑刚度；

22、s4：当布卷轴心温度降至恒温存储区设定温度加5℃范围内，且同一染色批次所有布卷均满足该条件时，批量转移至恒温存储区；

23、s5：在恒温存储阶段，系统根据实时温度数据与应力松弛模型预测压痕临界点，在临界点触发堆垛机执行预测性移位操作，移位角度根据应力分布计算确定；

24、s6：移位过程中同步采集布卷轴心温度与表面应力数据，更新热-力属性档案，若温度异常则重新分配至高温均衡区。

25、本发明一个较佳实施例中，步骤s2中，散热通风量的计算基于集总参数法非稳态导热方程，布卷的热传导系数根据布卷的幅宽参数、材质参数和克重参数进行修正。

26、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

27、（1）本发明在货框两侧设置可伸缩轴向通风导管，可伸缩轴向通风导管同时作为布卷芯部散热通道与气动自适应柔性支撑组件的动力源；布卷入托时通风导管末端伸入布卷轴心管内，与仓库货位的货位集成接口耦合后形成贯穿轴心的轴向空气对流通道，强制气流直接流经布卷内部温度最高的轴心区域；从轴向通风导管排出的高温回风引入基础框架内部的中空微通道网络，利用布卷自身散热产生的热量加热金属框架表面；同时在货框基础框架金属表面涂覆三层结构的超疏水涂层；支撑底座上的凸起阵列将布卷外圆面与基础框架金属表面隔开，阻断布卷热量向金属框架的直接传导路径，降低金属表面的冷凝成核速率。打破通风强度与冷凝风险之间的正相关关系，与现有技术中仅设置布卷间自然间隙进行被动散热且未配置主动防冷凝手段的方案相比，本发明提高散热效率的同时实现废热的梯级利用。

28、（2）本发明在货框支撑底座上设置气动自适应柔性支撑组件的弹性凸起阵列，凸起将布卷外圆面与支撑底座之间的接触方式由传统弧形托板的线接触转化为多点分布接触，降低底层织物承受的压强以预防压痕；凸起的支承刚度随轴向通风系统的供气压力动态调节，冷却初期布卷温度高、纤维蠕变快时提供高刚度支撑分散自重，冷却后期布卷温度降低、纤维刚度恢复时提供低刚度软支撑避免硬接触损伤布料；凸起阵列在将布卷抬离支撑底座表面的同时，布卷外圆面与支撑底座之间形成贯通的空气间隙层，阻断布卷热量通过接触传导向支撑底座金属框架传递的路径，布卷的整体散热路径被重构为以轴向通风导管的强制对流散热为主、以外圆面非接触区域的自然对流和辐射散热为辅；仓库控制系统仅需调节供风阀门的开度即可同步控制布卷的降温曲线与支撑刚度，实现热交换效率与表面压应力的匹配。

29、（3）本发明在自动存储方法中设置库内移位操作步骤，在临界点前触发堆垛机执行预测性移位操作，根据布卷实时应力分布计算确定旋转 90° 或 180°后重新放入，实现布卷周向受力点的轮换以预防长期静态受力产生的压痕；移位任务生成时自动过滤排产计划中未来 3 天内拟出库的布卷，避免无效移位；库内移位操作在改变布卷与凸起的周向相对位置的同时，创造布卷离开货位并被堆垛机持载的窗口时间；温度采集模块与应力采集模块利用该窗口时间同步获取布卷在当前存储阶段的轴心温度数据与表面应力数据，更新布卷档案以修正模型预测精度；仓库控制系统将该温度数据与均衡目标值进行比对：若温度仍高于目标值，则将布卷重新分配至高温均衡区继续散热；若温度已达标，则按原计划放回恒温存储区；与现有技术中将防压痕移位与质量检测作为两个独立流程分别执行相比，本发明将两个操作合并为同一动作序列，且堆垛机在执行移位任务时的采集动作不额外占用仓库的存取吞吐能力。